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Les océans touchent le fond

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Une bonne partie du gaz carbonique émis par l'homme est absorbé par les océans. C'est une aubaine pour l'atmosphère, déjà saturée en gaz à effet de serre. Mais les écosystèmes marins, qui ont vu leur acidité augmenter sensiblement, font les frais de ce phénomène. Une situation qui inquiète l'UNESCO et la communauté scientifique.

Lagon

On pensait jusqu'ici que c'était une bénédiction pour l'environnement. Les océans, qui couvrent les deux tiers de la surface de la Terre, absorbent une bonne partie de nos émissions de gaz carbonique : c'est autant de CO2 qui ne vient pas renforcer la teneur de l'atmosphère en gaz à effet de serre. Le problème, c'est que les océans ne sortent pas indemnes de l'opération. Le milieu océanique a en effet vu son acidité augmenter de manière significative depuis le début de l'ère industrielle. En mai 2004, l'UNESCO et la communauté scientifique ont attiré l'attention sur cette nouvelle menace, à l'occasion du colloque organisé par la Commission océanographique intergouvernementale (COI-UNESCO) et le Comité de la recherche océanique du Conseil international pour la science (SCOR).

Mais les canicules, les sécheresses exceptionnelles, les cyclones à répétition et les tempêtes survenues ces dernières années ont eu tendance à focaliser l'attention sur le climat et les effets supposés du réchauffement de la planète. De fait, l'intérêt porté aux océans s'est bien souvent limité à leur contribution aux modèles climatiques et leur réponse au réchauffement global (augmentation du niveau et de la température des mers). Or, en près de deux siècles, les océans ont absorbé environ un tiers du gaz carbonique produit par les activités humaines (soit quelque 118 milliards de tonnes entre 1800 et 1994). Résultat : la couche océanique superficielle voit son équilibre chimique menacé. La question du réchauffement climatique se double donc désormais d'une dégradation potentiellement dramatique des écosystèmes marins.

En solution, le gaz carbonique est un élément acide. L'augmentation de l'acidité de l'eau de mer, c'est-à-dire sa diminution de pH, se traduit par un appauvrissement de sa teneur en carbonates. Or, ces carbonates sont exploités par les coraux et certaines espèces de planctons pour former leur exosquelette en carbonate de calcium. « Une moindre disponibilité en carbonates entraîne une baisse du taux de calcification (de 10 à 40 %) de l'exosquelette de ces espèces » , indique James Orr, bio-géochimiste au Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE, France) et membre du Comité de programme du colloque SCOR-COI. A partir de mesures effectuées en près de 10 000 stations entre 1990 et 1998, Richard A. Feely, Christopher L. Sabine et leurs collaborateurs ont en effet mis en lumière l'importance du taux de sursaturation de l'eau de mer en carbonates. Leurs études montrent qu'au rythme actuel des émissions de gaz carbonique, la baisse de ce taux va s'accentuer.

Coraux

Premières victimes : les récifs coralliens, qui ne sont plus seulement menacés par l'augmentation de la température de l'eau mais aussi par son changement d'équilibre chimique. Mais d'autres réactions en chaîne sont à redouter. Ainsi, la réduction de la production d'espèces planctoniques, nourriture de base de certains poissons ou d'autres organismes marins, risque de perturber toute la chaîne alimentaire de manière imprévisible, et de menacer la biodiversité de l'océan.

Un phénomène imprévu

La théorie de l'océan comme « puits » de CO2 a donc fait long feu. La désillusion est d'autant plus grande que le phénomène n'avait guère été anticipé. L'océan étant un immense réservoir de carbone (de l'ordre de 37 000 giga tonnes, soit 37 000 milliards de tonnes), bien plus vaste que l'atmosphère (aux alentours de 800 giga tonnes), on avait pu penser que l'apport du carbone d'origine humaine (près de 2 giga tonnes par an sur les 6 émises par les activités industrielles) serait inoffensif. A tel point que certains ont même envisagé, et envisagent encore, de capturer le gaz carbonique à la source, de le compresser jusqu'à l'état liquide et de l'injecter dans les profondeurs océaniques. Compte tenu des modèles de circulation océanique, le gaz carbonique ainsi stocké ne remonterait en surface puis vers l'atmosphère qu'après plusieurs centaines d'années.

C'est à Cesare Marchetti que l'on doit d'avoir le premier suggéré cette solution, en 1977, alors qu'il travaillait à l'International Insitut for Applied Systems Analysis (IASA), en Autriche. Pour éliminer le CO2 produit en Europe, il proposait de le stocker au fond de l'océan Atlantique, au large du détroit de Gibraltar. Deux ans plus tard, des chercheurs américains reprirent cette idée et le Département de l'énergie américain lançait des recherches au début des années 1980. Le raisonnement est le suivant : puisque le gaz carbonique dissout en surface met beaucoup de temps à circuler jusqu'aux eaux profondes, pourquoi ne pas tenter d'accélérer le processus ? D'autant que la capacité d'absorption du gaz carbonique des eaux profondes, plus froides, est bien supérieure à celle des eaux de surface.

Stockage géologique

A ce jour, la Commission européenne privilégie le stockage géologique ou en aquifères salins et soutient peu de projets de recherche sur le stockage océanique. Cette voie est surtout explorée par la Norvège, le Japon et les Etats-Unis même si, pour l'heure, les pouvoirs publics semblent plutôt réservés sur cette technique. Des scientifiques des trois pays sont ainsi associés dans l'Ocean Abyssal Carbon Experiment (OACE) project (2002-2005), dont certain résultats ont été présentés lors de la septième Conférence internationale sur les technologies de contrôle de gaz à effet de serre (Vancouver, septembre 2004). Les industriels, eux, se montrent prudents, comme en témoigne le rapport préparé par des scientifiques de la firme pétrolière Total-Elf-Fina et de l'Institut français du pétrole (IFP) pour le 19e Congrès mondial de l'énergie (Sydney, septembre 2004) : « Même avec une garantie scientifique concernant la préservation de l'équilibre du système, l'idée d'utiliser nos océans, patrimoine universel et source de vie, comme lieu de stockage aura du mal à passer auprès du public. Les océans ont trop longtemps été considérés à mauvais escient comme des poubelles infinies ... ».

Zone de nodules du Pacifique central

Solutions alternatives

De plus, ce type de stockage doit être évalué au regard des dispositions internationales protégeant le milieu océanique, comme la Convention de Londres sur le déversement de polluants, même si le CO2 n'est pas reconnu comme polluant. Or, une partie du gaz carbonique résultant des activités humaines pénètre d'ores et déjà dans l'océan. « La question est donc de savoir si en court-circuitant son trajet actuel (via l'interface océan-atmosphère), et en le plaçant directement au fond de l'océan, cela induit un risque additionnel dans l'océan profond », écrivait en 2002 Takashi Oshumi, chercheur japonais, membre du comité de programme du colloque SCOR/COI. « Cette rencontre a en tout cas permis de confronter les points de vue et le savoirs de scientifiques issus d'univers différents (chimie, physique, biologie, écologie, paléo-océanographie, ...) », commente pour sa part la bio-géochimiste française Liliane Merlivat, elle aussi membre du Comité de programme.

Une confrontation pluridisciplinaire apparaît indispensable pour évaluer chaque solution alternative, tant au plan scientifique qu'environnemental et économique, comme le recommande d'ailleurs le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Cela vaut également pour les propositions de fertilisation du milieu océanique par l'injection de fer, l'un des éléments indispensables pour l'activation de la photosynthèse. Il s'agit de favoriser la production d'espèces végétales dans l'océan de manière, là encore, à séquestrer une partie du dioxyde de carbone d'origine humaine. « Des entreprises commerciales ont même commencé à développer des techniques de mise en œuvre de ce processus », note Patricio Bernal, secrétaire exécutif de la COI, en dépit de bilans actuels peu concluants. Pour les participants au colloque, l'évaluation scientifique doit se poursuivre avant que son éventuelle application à grande échelle ne soit décidée.

Compte tenu du volume d'émissions prévues dans les années à venir, rien ne doit être laissé au hasard. Les scientifiques prévoient qu'à l'horizon 2100, la diminution du pH de l'eau de surface va encore s'accélérer et pourrait se voir multipliée par un facteur 3 par rapport à celle enregistrée depuis le début de l'ère industrielle. « Du jamais vu depuis 20 millions d'années », indique Maria Hood, scientifique spécialiste au sein de la COI. L'initiative de l'UNESCO s'inscrit dans ce contexte. « Notre message principal, insiste Patricio Bernal, est de ne négliger aucune piste, mais de les évaluer dans le respect absolu des règles de la rigueur scientifique. C'est à ce seul prix que les décisions politiques pourront être prises en connaissance de cause, sur un problème qui dépasse largement les seuls intérêts nationaux ».

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